يعرف الكثير من الناس أن الموت أثناء الحريق يحدث في كثير من الأحيان بسبب التسمم بمنتجات الاحتراق أكثر من التعرض للحرارة. ولكن يمكن أن تتعرض للتسمم ليس فقط أثناء الحريق ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية. السؤال الذي يطرح نفسه ما هي أنواع منتجات الاحتراق الموجودة وتحت أي ظروف تتشكل؟ دعونا نحاول معرفة ذلك
ما هو الاحتراق و نتاجه
هناك ثلاثة أشياء يمكنك النظر إليها بلا نهاية: كيف تتدفق المياه ، وكيف يعمل الآخرون ، وبالطبع كيف تشتعل النار …
الاحتراق عملية فيزيائية وكيميائية تعتمد على تفاعل الأكسدة والاختزال. يرافقه ، كقاعدة عامة ، إطلاق الطاقة في شكل نار وحرارة وضوء. تتضمن هذه العملية مادة أو مزيجًا من المواد التي تحرق عوامل الاختزال ، بالإضافة إلى عامل مؤكسد. غالبًا ما ينتمي هذا الدور إلى الأكسجين. يمكن أن يسمى الاحتراق أيضًا عملية أكسدة المواد المحترقة (من المهم أن نتذكر أن الاحتراق هو نوع فرعي من تفاعلات الأكسدة ، وليس العكس).
منتجات الاحتراق هي كل ما يتم إطلاقه أثناء الاحتراق. يقول الكيميائيون في مثل هذه الحالات: "كل ما هو في الجانب الأيمن من معادلة التفاعل". لكن هذا التعبير لا ينطبق في حالتنا ، لأنه بالإضافة إلى عملية الأكسدة والاختزال ، تحدث تفاعلات التحلل أيضًا ، وتبقى بعض المواد ببساطة دون تغيير. أي أن منتجات الاحتراق هي الدخان والرماد والسخام والغازات المنبعثة ، بما في ذلك غازات العادم. لكن المنتج الخاص بالطبع هو الطاقة التي ، كما لوحظ في الفقرة الأخيرة ، تنبعث على شكل حرارة ، ضوء ، نار.
المواد المنبعثة أثناء الاحتراق: أكاسيد الكربون
هناك نوعان من أكاسيد الكربون: CO2و CO. الأول يسمى ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون ، أول أكسيد الكربون (IV)) ، لأنه غاز عديم اللون يتكون من الكربون الذي يتأكسد بالكامل بالأكسجين. أي أن الكربون في هذه الحالة له حالة أكسدة قصوى - الرابعة (+4). هذا الأكسيد هو منتج احتراق لجميع المواد العضوية على الإطلاق ، إذا كانت تحتوي على كمية زائدة من الأكسجين أثناء الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون بواسطة الكائنات الحية أثناء التنفس. بحد ذاته لا خطر إذا كان تركيزه في الهواء لا يتجاوز 3 بالمائة
أول أكسيد الكربون (II) (أول أكسيد الكربون) - CO - هو غاز سام ، في جزيئه يكون الكربون في حالة الأكسدة +2. هذا هو السبب في أن هذا المركب يمكن أن "يحترق" ، أي أن يستمر في التفاعل مع الأكسجين: CO + O2=CO2. مسكنالسمة الخطيرة لهذا الأكسيد هي قدرته الكبيرة بشكل لا يصدق ، مقارنة بالأكسجين ، على الارتباط بخلايا الدم الحمراء. كريات الدم الحمراء هي خلايا الدم الحمراء التي تتمثل مهمتها في نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة والعكس بالعكس ، وثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين. لذلك ، فإن الخطر الرئيسي للأكسيد هو أنه يتدخل في نقل الأكسجين إلى أعضاء مختلفة من جسم الإنسان ، مما يتسبب في تجويع الأكسجين. غالبًا ما يتسبب ثاني أكسيد الكربون في التسمم بسبب نواتج الاحتراق في الحريق.
كلا من أول أكسيد الكربون عديم اللون والرائحة.
ماء
الماء المعروف - H2O - يتم إطلاقه أيضًا أثناء الاحتراق. عند درجة حرارة الاحتراق ، يتم إطلاق المنتجات في شكل غاز. والماء مثل البخار. الماء منتج احتراق لغاز الميثان - CH4. بشكل عام ، يتم إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون ، كل هذا يتوقف على كمية الأكسجين) بشكل أساسي أثناء الاحتراق الكامل لجميع المواد العضوية.
غاز كبريتيد ، كبريتيد الهيدروجين
غاز الكبريتيد هو أيضًا أكسيد ، لكن الكبريت هذه المرة هو SO2. لها عدد كبير من الأسماء: ثاني أكسيد الكبريت ، وثاني أكسيد الكبريت ، وثاني أكسيد الكبريت ، وأكسيد الكبريت (IV). منتج الاحتراق هذا هو غاز عديم اللون ، له رائحة نفاذة من عود ثقاب مشتعل (يتم إطلاقه عند الاشتعال). يتم إطلاق أنهيدريد أثناء احتراق الكبريت والمركبات العضوية وغير العضوية المحتوية على الكبريت ، على سبيل المثال ، كبريتيد الهيدروجين (Н2S).
عندما يتلامس مع الأغشية المخاطية للعين أو الأنف أو الفم للشخص ، يتفاعل ثنائي أكسيد بسهولة مع الماء ، مكونًا حمض الكبريتيك ، والذي يتحلل بسهولة مرة أخرى ، ولكنفي الوقت نفسه ، فإنه قادر على تهيج المستقبلات ، وإثارة العمليات الالتهابية في الجهاز التنفسي:SO3. هذا بسبب سمية منتج احتراق الكبريت. ثاني أكسيد الكبريت ، مثل أول أكسيد الكربون ، يمكن أن يحترق - يتأكسد إلى SO3. لكن هذا يحدث في درجات حرارة عالية جدًا. تُستخدم هذه الخاصية في إنتاج حامض الكبريتيك في المصنع ، حيث يتفاعل SO3مع الماء لتكوين H2SO4.
ولكن يتم إطلاق كبريتيد الهيدروجين أثناء التحلل الحراري لبعض المركبات. هذا الغاز سام أيضًا ، وله رائحة مميزة للبيض الفاسد.
سيانيد الهيدروجين
ثم ضغط هيملر على فكه ، وعض من خلال أمبولة من سيانيد البوتاسيوم ومات بعد بضع ثوان.
سيانيد البوتاسيوم - أقوى سموم - ملح حمض الهيدروسيانيك ، المعروف أيضًا باسم سيانيد الهيدروجين - HCN. إنه سائل عديم اللون ، ولكنه شديد التقلب (يتحول بسهولة إلى حالة غازية). أي أثناء الاحتراق ، سيتم إطلاقه أيضًا في الغلاف الجوي على شكل غاز. حمض الهيدروسيانيك شديد السمية ، حتى لو كان تركيزه ضئيلاً في الهواء - 0.01٪ - قاتل. السمة المميزة للحمض هي الرائحة المميزة للوز المر. فاتح للشهية ، أليس كذلك؟
لكن حمض الهيدروسيانيك له "نكهة" واحدة - يمكن تسممه ليس فقط عن طريق الاستنشاق مباشرة من الجهاز التنفسي ، ولكن أيضًا من خلال الجلد. لذلك لن تعمل على حماية نفسك إلا بقناع غاز
أكرولين
Propenal ،acrolein ، acrylaldehyde - كل هذه أسماء مادة واحدة ، ألدهيد حمض الأكريليك غير المشبع: CH2=CH-CHO. هذا الألدهيد هو أيضًا سائل شديد التقلب. الأكرولين عديم اللون ورائحة نفاذة وسام للغاية. إذا لامس السائل أو أبخرته الأغشية المخاطية ، وخاصة في العين ، فإنه يسبب تهيجًا شديدًا. Propenal هو مركب شديد التفاعل ، وهذا ما يفسر سميته العالية.
فورمالديهايد
مثل الأكرولين ، ينتمي الفورمالديهايد إلى فئة الألدهيدات وهو ألدهيد لحمض الفورميك. يُعرف هذا المركب أيضًا باسم الميثانال. إنه غاز سام عديم اللون ذو رائحة نفاذة.
المواد المحتوية على النيتروجين
في أغلب الأحيان ، أثناء احتراق المواد التي تحتوي على النيتروجين ، يتم إطلاق النيتروجين النقي - N2. هذا الغاز موجود بالفعل في الغلاف الجوي بكميات كبيرة. يمكن أن يكون النيتروجين مثالاً على منتج احتراق للأمينات. لكن أثناء التحلل الحراري ، على سبيل المثال ، أملاح الأمونيوم ، وفي بعض الحالات أثناء الاحتراق نفسه ، تنبعث أكاسيده أيضًا في الغلاف الجوي ، مع درجة أكسدة النيتروجين فيها زائد واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة. الأكاسيد غازات ذات لون بني وسامة للغاية.
الرماد ، الرماد ، السخام ، السخام ، الفحم
السخام أو السخام - بقايا الكربون التي لم تتفاعل لأسباب مختلفة. يسمى السخام أيضًا بالكربون المذبذب.
الرماد أو الرماد - جزيئات صغيرة من الأملاح غير العضوية لم تحترق أو تتحلل في درجة حرارة الاحتراق. عندما يحترق الوقود ، تعلق هذه المركبات الدقيقة أو تتراكم في القاع.
والفحم نتاج احتراق غير كاملالخشب ، أي بقاياها غير المحترقة ، لكنها لا تزال قادرة على الاحتراق.
بالطبع ، هذه ليست كل المركبات التي سيتم إطلاقها أثناء احتراق بعض المواد. إن سردها جميعًا غير واقعي ، وليس ضروريًا ، لأن المواد الأخرى يتم إطلاقها بكميات ضئيلة ، وفقط عندما تتأكسد بعض المركبات.
خلطات أخرى: دخان
نجوم ، غابة ، غيتار … ما الذي يمكن أن يكون أكثر رومانسية؟ وأحد أهم الصفات مفقودة - نار وقطعة من الدخان فوقها. ما هو الدخان؟
الدخان هو خليط يتكون من غاز وجزيئات معلقة فيه. يعمل بخار الماء وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وغيرها كغاز. والجسيمات الصلبة عبارة عن رماد وبقايا غير محترقة.
العادم
تعمل معظم السيارات الحديثة على محرك احتراق داخلي ، أي بالنسبة للحركة ، يتم استخدام الطاقة التي يتم الحصول عليها من احتراق الوقود. غالبًا ما يكون البنزين ومنتجات بترولية أخرى. ولكن عند حرقها ، يتم إطلاق كمية كبيرة من النفايات في الغلاف الجوي. هذه هي غازات العادم. يتم إطلاقها في الغلاف الجوي على شكل دخان من مواسير عوادم السيارات.
معظم حجمها يشغلها النيتروجين وكذلك الماء وثاني أكسيد الكربون. لكن المركبات السامة تنبعث أيضًا: أول أكسيد الكربون ، وأكاسيد النيتروجين ، والهيدروكربونات غير المحترقة ، وكذلك السخام والبنزبيرين. النوعان الأخيران من المواد المسرطنة ، مما يعني أنهما يزيدان من خطر الإصابة بالسرطان.
ميزات المنتجات من الأكسدة الكاملة (في هذه الحالة ، الاحتراق) للمواد والمخاليط: الورق ، العشب الجاف
متىعندما يتم حرق الورق ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون والماء أيضًا ، وعندما يكون هناك نقص في الأكسجين ، يتم إطلاق أول أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الورق على مواد لاصقة يمكن إطلاقها وتركيزها وراتنجات.
يحدث نفس الموقف عند حرق التبن ، فقط بدون مواد لاصقة وراتنج. في كلتا الحالتين يكون الدخان أبيض مع مسحة صفراء ورائحة معينة.
خشب - حطب ، مجالس
يتكون الخشب من مادة عضوية (بما في ذلك الكبريت والنيتروجين) وكمية صغيرة من الأملاح المعدنية. لذلك ، عندما يتم حرقه بالكامل ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين وثاني أكسيد الكبريت ؛ رمادي ، وأحيانًا أسود دخان برائحة راتنجية ، يتكون الرماد.
مركبات الكبريت والنيتروجين
لقد تحدثنا بالفعل عن السمية ومنتجات الاحتراق لهذه المواد. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه عند احتراق الكبريت ، ينبعث الدخان بلون رمادي مائل إلى الرمادي ورائحة نفاذة لثاني أكسيد الكبريت (حيث ينبعث ثاني أكسيد الكبريت) ؛ وعند حرق المواد النيتروجينية وغيرها من المواد المحتوية على النيتروجين ، يكون لونه أصفر مائل للبني ، وله رائحة مزعجة (ولكن لا يظهر الدخان دائمًا).
معادن
عند حرق المعادن ، تتشكل أكاسيد أو بيروكسيدات أو أكاسيد فائقة من هذه المعادن. بالإضافة إلى ذلك ، إذا احتوى المعدن على بعض الشوائب العضوية أو غير العضوية ، تتشكل منتجات الاحتراق من هذه الشوائب.
لكن المغنيسيوم له خاصية الاحتراق ، لأنه لا يحرق فقط في الأكسجين ، مثل المعادن الأخرى ، ولكن أيضًا في ثاني أكسيد الكربون ، مكونًا أكسيد الكربون والمغنيسيوم: 2 Mg + CO2=C + 2MgO. الدخان أبيض عديم الرائحة
الفوسفور
عند حرق الفوسفور ينبعث دخان أبيض تنبعث منه رائحة الثوم. ينتج هذا أكسيد الفوسفور.
مطاط
وبالطبع الإطارات. دخان احتراق المطاط أسود بسبب كمية السخام الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إطلاق منتجات احتراق المواد العضوية وأكسيد الكبريت ، وبفضلها يكتسب الدخان رائحة كبريتية. يتم أيضًا إطلاق المعادن الثقيلة والفوران والمركبات السامة الأخرى.
تصنيف المواد السامة
كما لاحظت ، فإن معظم منتجات الاحتراق سامة. لذلك ، بالحديث عن تصنيفها ، سيكون من الصحيح تحليل تصنيف المواد السامة.
بادئ ذي بدء ، جميع المواد السامة - المشار إليها فيما يلي بـ OV - مقسمة إلى مميتة ، ومسببة للعجز مؤقتًا ومزعجة. تنقسم العوامل الأولى إلى عوامل تؤثر على الجهاز العصبي (Vi-X) ، والاختناق (أول أكسيد الكربون) ، وبثور الجلد (غاز الخردل) ، والمواد السامة عمومًا (سيانيد الهيدروجين). تتضمن الأمثلة على عوامل العجز المؤقت B-Zet ، و adamsite المزعج.
حجم
الآن دعونا نتحدث عن تلك الأشياء التي لا ينبغي نسيانها عند الحديث عن المنتجات المنبعثة أثناء الاحتراق.
حجم منتجات الاحتراق معلومات مهمة ومفيدة للغاية ، والتي ، على سبيل المثال ، ستساعد في تحديد مستوى خطر احتراق مادة معينة. أي ، بمعرفة حجم المنتجات ، يمكنك تحديد كمية المركبات الضارة التي تشكل الغازات المنبعثة (كما تتذكر ، معظم المنتجات عبارة عن غازات).
لحساب الحجم المطلوب أولاًبدوره تحتاج إلى معرفة ما إذا كان هناك فائض أو نقص في عامل مؤكسد. إذا ، على سبيل المثال ، تم احتواء الأكسجين بكمية زائدة ، فسيتم التركيز على تجميع كل معادلات التفاعل. يجب أن نتذكر أن الوقود ، في معظم الحالات ، يحتوي على شوائب. بعد ذلك ، وفقًا لقانون حفظ الكتلة ، يتم حساب كمية مادة جميع منتجات الاحتراق ، ومع مراعاة درجة الحرارة والضغط ، وفقًا لصيغة Mendeleev-Clapeyron ، يتم العثور على الحجم نفسه. بالطبع ، بالنسبة لشخص لا يعرف شيئًا عن الكيمياء ، كل ما سبق يبدو مخيفًا ، لكن في الحقيقة لا يوجد شيء صعب ، ما عليك سوى معرفة ذلك. لا يستحق الخوض في هذا بمزيد من التفصيل ، لأن المقال لا يتعلق بذلك. مع نقص الأكسجين ، يزداد تعقيد الحساب - تتغير معادلات التفاعل ونواتج الاحتراق نفسها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الآن استخدام المزيد من الصيغ المختصرة ، ولكن من الأفضل البدء بالطريقة المقدمة (إذا لزم الأمر) لفهم معنى الحسابات.
تسمم
بعض المواد المنبعثة في الغلاف الجوي أثناء أكسدة الوقود سامة. يعتبر التسمم بمنتجات الاحتراق تهديدًا حقيقيًا للغاية ليس فقط في حالة نشوب حريق ، ولكن أيضًا في السيارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استنشاق أو تناول بعضها بطريقة أخرى لا يؤدي إلى نتيجة سلبية فورية ، ولكنه سيذكرك بذلك بعد فترة. على سبيل المثال ، هذه هي الطريقة التي تتصرف بها المواد المسببة للسرطان.
بالطبع ، يحتاج الجميع إلى معرفة القواعد لمنع العواقب السلبية. بادئ ذي بدء ، هذه قواعد السلامة من الحرائق ، أي ما يقال لكل طفل منذ الطفولة المبكرة. ولكن ، لسبب ما ، يحدث ذلك غالبًاالكبار والصغار فقط ينسونهم
قواعد الإسعافات الأولية في حالة التسمم مألوفة أيضًا للكثيرين. لكن فقط في حالة: أهم شيء هو أخذ الشخص المسموم إلى الهواء الطلق ، أي لإبعاد المزيد من السموم عن جسده. لكن عليك أيضًا أن تتذكر أن هناك طرقًا للحماية من نواتج احتراق أعضاء الجهاز التنفسي ، سطح الجسم. هذه بدلة واقية لرجال الإطفاء وأقنعة الغاز وأقنعة الأكسجين.
الحماية من منتجات الاحتراق السامة مهمة للغاية.
الاستخدام الخاص لشخص
اللحظة التي تعلم فيها الناس استخدام النار لأغراضهم الخاصة ، كانت بلا شك نقطة تحول في تطور البشرية جمعاء. على سبيل المثال ، تم استخدام بعض أهم منتجاتها - الحرارة والضوء - (ولا تزال تستخدم) من قبل الإنسان في الطهي والإضاءة والتدفئة في الطقس البارد. كان الفحم يستخدم في العصور القديمة كأداة رسم ، والآن على سبيل المثال ، كدواء (الكربون المنشط). كما لوحظ استخدام أكسيد الكبريت في تحضير الحمض وكذلك أكسيد الفوسفور.
الخلاصة
وتجدر الإشارة إلى أن كل ما هو موصوف هنا هو مجرد معلومات عامة مقدمة لتتعرف على الأسئلة المتعلقة بمنتجات الاحتراق.
أود أن أقول إن الامتثال لقواعد السلامة والتعامل المعقول لكل من عملية الاحتراق نفسها ومنتجاتها سيسمح باستخدامها للاستخدام الجيد.
